接触角在测量亲疏水材料的应用——溶胶凝胶篇

材料表面的润湿性在基础研究和实际应用中都具有重要的价值,超亲水作为一种极端的特殊润湿现象。近几年来随着半导体行业,平板/手机屏等行业崛起,超亲水材料吸引了许多国内外研究者的关注。接触角测量仪作为表面润湿性能检验的重要仪器,也逐渐进人人们的视野。

上期小编给大家介绍了超亲水的一列内容,今天小编就主要介绍接触角测量仪在用溶胶-凝胶法制备成的超亲水表面的应用。

何为超亲水材料?

超亲水一般是指水滴能够在材料表面完全铺展开,使接触角等于或者接近于0°由于与水具有强烈的吸引力,超亲水表面具有自清洁、防雾等特点,在很多领域都极具应用潜力。

 一种制备超亲水表面的方法--溶胶凝胶法,是将烷氧基金属或金属醇盐等前驱体溶于溶剂中,在一定条件下发生水解和缩聚等化学反应并形成溶胶,溶胶粒子不断生长相互交联形成具有三维网络结构的凝胶,待凝胶中的溶剂挥发后可得到多孔材料。将未发生凝胶的溶胶通过浸涂、喷涂等方法涂布至基体上即可得到超亲水表面。该方法操作方便,制备工艺简单,过程易于控制,是制备有机-无机杂化表面的常用方法之一。通过接触角测量仪对其进行表征,是否符合超亲水要求。

陶玉红通过溶胶凝胶法制备有机-无机杂化超亲水涂料,所制备的涂膜初期亲水性达到超亲水,经过接触角测量仪的测量,涂层与水的接触角为3°。

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徐弘通过过溶胶凝胶法制备了 SiO2涂层,经接触角测量仪表征其接触角值最低达到2.3°,属于超亲水的材料。

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通过溶胶凝胶法制成的表面,在很多领域都有应用,特别是在涂膜材料、固体燃料激光器、平板显示信息传输、光电开关等高科技领域,均显示出了广阔的应用前景,是近年来材料科学研究的崭新领域。

由于溶胶-凝胶方法操作方便,制备工艺简单,过程易于控制,一直深受人们喜爱,而接触角测量仪作为表面性能表征的仪器,在这个领域的应用前景也是非常可观的!

参考文献

[1]   吴文剑,王超,李红强,张美丽,赖学军,曾幸荣.超亲水表面的研究及应用进展[J].合成材料老化与应用,2018,47(04):104-112.DOI:10.16584/j.cnki.issn1671-5381.2018.04.024.

[2]   陶玉红. 有机—无机杂化材料制备超亲水涂料及梯度润湿涂层[D].华南理工大学,2012.

[3]   徐弘.溶胶—凝胶法制备SiO_2超亲水涂层的研究[D].哈尔滨工业大学,2019.DOI:10.27061/d.cnki.ghgdu.2019.000920.

[4]   杨卧龙,纪献兵,徐进良.从自然到仿生到实际应用的超亲水表面[J].化学进展,2016,28(06):763-772.